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中国科大首次实现超越No-go定理的超辐射相变模拟

科技 7个月前 社科兔
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中国科大首次实现超越No-go定理的超辐射相变模拟

  科技日报合肥11月9日电 (记者吴长锋)记者9日从中国科学技术大学获悉,该校彭新华研究组和华中科技大学吕新友教授合作,通过引入反压缩操作,借助于高精度的量子控制技术,首次成功地在核磁共振量子模拟器上实现了超越No-go定理的O i ? c C }平衡态超辐射相变,推动了量子相变理论和量子模/ ! 9 E 3 T / M拟领域的发展,为量子精密测量提供了新的途径。相关研究成果日前在线发表于国际学术期刊《自然通讯》上。

中国科大首次实现超越No-go定理的超辐射相变模拟

  平衡态的超辐射相变自从上世纪70年代初被理论预d @ @ /言以来G { 1 = = ~,一直是统计物理和电动力学重要S v X C &的研究课题,而且为量子信息科学提供了关键的量子资源。然而平衡态的超辐射相变始终没有在真实的腔QED系统上观测到。这当中最为关键的是,腔QED系统中自然存在的矢势l R X ]平方项使得相变点落在了物理上无法达到的参数区域内——] I e V w ~ l (即所谓的No-go定理,因此平衡态$ f * P超辐射相变的实验研究极具挑战性。

  研究组实验上利用了绝热量子控制的方法将量子模拟体系制备到腔QED系统哈密顿量对应的基态,且基? M H ^ 1 , J ? d于精密的量子控制技术实现了关键的反压缩4 R = { 9 z F s $操作,然后通过测量序参量的变化观察到了超辐射相变的恢复。此外实验还通过量子态层析技术,展示了伴随着进入超辐射相,系统被制备到了高度纠缠的压缩薛定谔猫态上k [ 6 _ = : 8 8 k

  研究结果表明,压缩M f ( e J/反压缩操作能够有效调控量子相变点,即使L # l在矢势平方项存在的情C Z _ ) F况下也能恢复平衡态的超辐射相变。这不仅打破了No-go定理对相关领域进一步发展所造成的潜在阻碍,而且启发了后续研H o b 1究者将更先进的量子控制技术应用到光—物质相互& $ y T P @ $ . U作用、凝\ } Z t 9 5 4聚态等复杂体系的实验研究上;实验中制备的高度纠缠态(压缩态)也有望为量子度量和容错量子计算领域提供关键的量子资源。审稿人对该工作给予了高度评价:“这是整个量子模拟领域的一个重要的实验。”

版权声明:社科兔 发表于 2021年12月9日 下午12:10。
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